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Les termes graphite et fibre de carbone sont devenus interchangeables dans une certaine mesure. Cependant, le graphite dans les crayons à mine et le graphite dans une raquette de tennis ne sont évidemment pas le même matériau. Le matériau qui fait une forte raquette est en réalité constitué de fibres de carbone. Les fibres de graphite et de carbone sont à base de carbone; les différences résident dans le processus qui produit le produit final.
Carbone
Selon un article du département de science des polymères de l'université du sud du Mississippi, le graphite est du carbone pur avec ses atomes disposés en grandes feuilles d'anneaux hexagonaux. L'article les compare au grillage. Les fibres de carbone diffèrent en ce qu’elles sont un polymère qui est un type de graphite. Un polymère est une chaîne d'atomes de carbone reliés les uns aux autres. Le polymère doit subir un processus pour devenir une fibre de carbone qui le rend différent du graphite.
Transformation
Convertir cette longue chaîne d'atomes de carbone en fibres de carbone implique d'étirer le polymère. Un traitement d'oxydation à 200 à 300 degrés centigrades démarre le processus du polymère à la fibre de carbone. Le polymère est ensuite chauffé à des températures comprises entre 1 000 et 2 500 degrés centigrades. La quantité exacte de chaleur dépend de l'utilisation des fibres spécifiques. Pendant le processus de chauffage, les fibres sont réduites en une substance contenant environ 92% de carbone. Le polymère devient très mince à cause de la chaleur et devient alors une fibre de carbone. Si le processus se poursuit et que la chaleur dépasse 2 500 degrés Celsius, le polymère se transformera en graphite au lieu de fibre de carbone.
Propriétés
Selon l’Université de Bristol, les fibres de carbone sont très résistantes, malgré leur manque de densité. Les fibres de graphite et de carbone sont inertes et non réactives; cela explique pourquoi le graphite dans les crayons à mine ne réagit pas avec le papier et que les fibres de carbone dans les raquettes de tennis n'interagissent pas avec les autres composants de la raquette. Comme le souligne le département de chimie de l'Université du Wisconsins, les fibres de carbone constituent le matériau idéal pour le remplacement des ligaments.
Les usages
La principale différence entre le graphite et la fibre de carbone réside dans le fait que le graphite se décompose facilement alors que la fibre de carbone est résistante. Cette différence explique pourquoi le graphite fonctionne bien dans un crayon et la fibre de carbone dans les équipements sportifs, les avions et la navette spatiale.